温度测量显示仪表

由传感器感受的温度应由显示仪表选择操作具体数值，即由显示仪表指示记录，显示仪表有动圈式指示调节仪，自动平衡显示仪表及数学显示仪表及数字显示。

(一) 动圈式指示仪

1. 动圈仪表测温的工作原理

XC系列动圈仪表的测量机构是基于永久磁铁对通电线圈产生作用力矩的原理做成的。如图2－9所示。

图2－9 动圈仪表的测量机构

在一永久磁铁形成的固定磁场中，安放一个用高强度漆包铜线绕制的可转动的矩形线圈 (动圈)。当电流I从上至下顺时针通过动圈时，它与永久磁场相互作用，由于动圈平面垂直于永久磁场力线，所以动圈左右纵向边框 (即有效边框) 上就产生两个大小相等，方向相反的力，并形成力矩使动圈在磁场中绕其纵轴旋转。

为使固定在动圈上的指针偏转角度＆与流过动圈上的电流I成正比，以保证被测量值与指针指示值一一对应，动圈采用张丝 (或游丝) 结构，靠动圈转动时因张丝扭曲而产生的一个反作用力矩与转动力矩相平衡。当两个力矩相等时，动圈就停留在某一位置，仪表指针也就指示在某一相并没有的被测量值上。

流过动圈的电流由热电偶提供，温度越高，热电偶所产生的热电势就越大，则电流也就就越大，固定于动圈上的指针偏转角度也就越大，指针指示所测温度值也就越高。反之，指针指示值也就越低。

2.XC系列动圈式仪表的使用

(1) 配接热电偶的动圈式仪表测量电路的接线。测量回路电阻由动圈及内阻和外线路电阻两部分组成。为了测量结果一致，以及仪表的通用性和互换性，必须把外线路电阻固定下来。一般在仪表上，都标有外接电阻数值，如5Ω、15Ω、25Ω等，使作时必须通过调整电阻R调把外线路的总阻值调整到规定的数值，否则会产生测量误差。

(2) 读数时，眼睛与仪表刻度盘尽量保持同一水平高度，并且视线与仪表刻度盘保持垂直，以免人为引入读数误差。

(3) 温度变化时，指针示值随之变化。当温度稳定后，指针左右晃动一般不超过3次，如果指针左右晃动，不能读取数值，而不是由于温度的变化引起，那要请专业人员检查原因了。

(二) ER系列笔式记录仪

ER－180系列笔式记录仪是记录宽度为180mm的伺服式指示记录仪。仪表测量输入通常是以电压、电流作为测量对象，也可以把热电偶、热电阻直接输入进行温度记录，或者是同各种类型的传感器进行组合后来检测温度，压力、流量、电平等工艺参数。

因为记录仪是带状叠式的，所以对测量结果的检查是很方便的。记录纸的速度是一定的，有一种、二种、三种或六种速度可变换。作为附加机构，配有微动开关报警、发讯滑线电阻，此外，各种报警单元、调节单元都可以内设。

ER系列仪表的使用注意:

(1) 使用地点应干燥，无腐蚀性气体，附近不应有强烈的电磁场及振动。

(2) 仪表允许在0～50℃的环境温度下使用，过高的环境温度不但会降低仪表的精度，缩短仪表的使用寿命，严重的时会使仪表损坏。

(3) 热电偶的分度号应与仪表一致，补偿导线的型号应与热电偶配套，补偿导线应与热电偶同极性连接，不可接错。热电阻要与仪表配套使用。

(4) 读数时，视线与仪表刻度盘垂直，以减少视值误差。如果要检查某一时间的温度值，则对记录曲线的那一点与温度刻度盘上的温度相对照即可查出温度值。

(三) 数字式显示仪表

动圈式显示仪表和自动平衡式显示仪表S是通过指针的角位移或直线位移来显示被测参数的，故称为模拟式显示仪表。数字式显示仪表直接以数字的方式显示被测参数，具有测量精度高，显示速度快，无视差，能输出数字量，便于与数字计算机相连等优点，因而在现代测量技术中得到了广泛的应用。

数字式显示仪表也和模拟式显示仪表一样，与各种传感器配套后，可用来显示不同的参数 (如温度、压力、流量等)。下面以数字式温度显示仪表为例，对其原理作简单介绍。

数字式温度显示仪表，主要由温度传感器、A/D转换器、计数器、显示器和控制逻辑电路等组成。如图2－10所示:

图2－10 数字式温度显示仪表的基本组成

传感器为各种测温传感器，它把被测温度转换为电压信号; A/D转换器又将电压信号转换为数字量; 计数器对数字量进行计数，并将计数结果送往显示器进行数字显示; 控制逻辑电路完成整机的控制，使各部件协调工作，并自动进行重复测量。

数字式温度显示仪表根据所用的测温传感器不同可分两大类型。

(四) 浸入式热电偶测温仪

在冶金工业生产中，对于钢水、铁水等熔融金属温度的测量采用浸入式热电偶测温仪。

热电偶通过相应的插件与数字式测温仪表相连接。数字式测温仪表的功能是: 测量、保持、显示和消除等。

1. 系统工作过程

热电偶装在手持式插杆内，亦称测温枪。操作人员通过测温枪将热电偶插入熔融金属时，温度立即上升，当温度上升到一定数值时，数字测温仪表开始采样选取数值，并判断温度值稳定后，即将被测温度保持并显示。如果测试失败，仪表可发出声光信号以示“再测定”。热电偶为快速微型热电偶，在测量中一次使用一支。

2. 数字式温度测量仪

KWE—300系列自动数字测量仪是配用快速微型热电偶对液态金属直接测量的高精度智能化仪表。仪表原理方框图，如图2－11所示。

图2－11 数字式测量仪表框图

由快速微型热电偶发出的热电势经补偿导线送入仪表，经输入信号放大并经冷端温度修正后，送入以积分A/D转换器与输入电压值成正比的数字量，再经线性化运算后转换为表示热电偶所测温度值的BCD码译码后直接驱动大型LED数码管显示温度值勤。

中央控制器自动判断测量状态，包括热电偶连接是否正常、测量信号是否出现、热电偶是否达到热平衡状态等，并根据判断结果随时发出相应的灯光和音响信号。如果测量开始后4秒钟内热电偶信号始终不平衡，中央控制器就发出表示测量失败的灯光和音响信号。

绿灯亮—预备信号，表示可以进入温度测量;

黄灯亮—表示测量信号已出现，仪表启动;

红灯亮—测量成功。